11.5.1. Почему при деформации сверхпроводящего кольца с током полный магнитный поток через кольцо сохраняется?
Решение
Покажем простой формальный вывод закона сохранения полного(!) магнитного потока через сверхпроводящий контур. По закону электромагнитной индукции для контура имеем:
$$\mathscr E_i=-\frac{d\Phi}{dt},\tag{1}$$
где $\mathscr E_i$ есть ЭДС индукции в контуре от вихревого электрического поля, созданного изменением полного магнитного потока $d\Phi/dt$ через контур.
По второму правилу Кирхгофа должно быть:
$$iR=\mathscr E_i,\tag{2}$$
где $i$ есть ток в контуре сопротивлением $R$.
У сверхпроводника
$$R=0.\tag{3}$$
Подставляем $(3)$ и $(2)$ в $(1)$, что дает после упрощений:
$$d\Phi=0.$$
Теперь интегрируем это:
$$\Phi=\mathrm{const},$$
где $\mathrm{const}$ есть константа интегрирования.
После этих выкладок можно привести ответ на вопрос задачи. Как видно, отсутствие сопротивления $(R=0)$ у сверхпроводящего контура приводит к невозможности изменения полного магнитного потока через контур.
Ответ
[1] Ю.Шаврин. «Закон сохранения магнитного потока». «Квант» №6. 1970 год.